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基于松动圈测试技术的巷道支护方案设计张玉波;许慧【摘要】The surrounding rock stability and anchor bolt length is main basis to assess the size of roadway sur -rounding rock loose circle.On 3306 working face of Shuangliu mine, the test of mining gateway surrounding rock loose circle size has been conducted and the size has been obtained.According to the size of roadway sur-rounding rock loose circle, theory of roadway surrounding rock loose circle support and classification scheme of mining gateway surrounding rock stability in inclined or gentle dip coal seam in china , reasonable roadway supporting method and parameters have been ascertained , which will be an example for other similar roadway support design.%巷道围岩松动圈的大小是评定围岩稳定性和确定锚杆长度的重要依据，对双柳煤矿3306工作面回采巷道进行围岩松动圈测试，得出了该工作面松动圈范围。
根据松动圈测试结果、巷道围岩松动圈支护理论及我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案，最终确定了合理的巷道支护方式及参数，对类似地质条件下的巷道支护设计具有借鉴意义。
基于围岩松动圈理论的中等稳定岩石支护技术实践[摘要] 本文就围岩松动圈支护理论进行了探讨，并对锚喷支护机理进行了分析，以及在施工中的应用做了有益的实践。
[关键词] 锚喷支护围岩松动圈支护理论悬吊支护理论锚喷支护是目前我国煤矿应用最多的支护形式。
据统计，我国每年锚喷支护的巷道达1000km以上。
但长期以来，对锚喷支护机理缺乏统一的认识，锚喷的支护参数确定一直沿用工程类比法。
最近几十年来出现的围岩松动圈支护理论能够合理地解释锚喷支护机理，明确支护对象，准确地确定支护参数，受到力学界的高度重视。
该理论在现场得到了广泛应用，并取得了较为显著的经济效益。
1、围岩松动圈与支护的关系围岩松动圈是开巷后的次生应力和岩体自身强度相互作用而形成的松弛破碎带。
按照该理论，中等稳定岩石的松动圈在0-0.4m和0.4-1.5m之间，围岩松动圈的大小现在可以用专用仪器准确测出。
并且，围岩松动圈的大小与支护的难易程度成线形关系（正相关）。
这样它就解决了以往任何支护理论均未解决的支护对象问题，由此支护的机理和支护的作用得到了合理的解释。
2、小松动圈围岩的支护机理对于这类围岩，因为其整体性好，松动圈较小，一般在0.4m之内，一般可不进行支护或弱支护。
但为了防止围岩风化，可进行简单的喷砼支护。
根据喷砼支护机理，可按以下方法确定。
（1）按冲切破坏计算本设计是按最不利条件，即假定从拱基线左、右两点开始，在与水平面成70度的方向上的两条裂隙交于一点，造成三棱柱围岩的冒落而作用于喷层，使喷层冲切破坏，计算时，巷道轴线方向取1m长计算。
最大围岩的重量G=B2/4×（tg70。
-π/2）×1×y----（1）式中:B---巷道跨度，m；y---岩石容重，t/m3；围岩与喷层接触面的周长U≈πR+2；抵抗冲切的最小喷层厚度T=G/（P×U）-----------（2）式中：P---砼抗拉强度，取P=6kg/cm2；（2）按粘结破坏计算T=3.65[G/（U×R）] 4/3×（K×/E）---------------（3）式中：R------设计粘结强度，R=3kg/cm2；K------岩石的弹性拉伸系数，K=1000kg/cm2；E-------喷层的弹性模量，E=1.29×105 kg/cm2；3、中松动圈围岩的支护机理及应用实例松动圈在0.4-1.5m的围岩，碎胀变形较大，因此采用锚喷联合支护。
围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用于辉;唐仁学;孔令根;牛智勇【摘要】根据围岩松动圈支护理论，在屯兰矿12501运输巷道内应用 PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试，确定松动圈厚度值LP 并进行松动圈分类。
由测试结果可知，巷道围岩松动圈厚度在1．3～1．5m之间，属于中松动圈Ⅲ类一般围岩，应按照悬吊理论设计支护参数，从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。
通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量，证明巷道变形量小，顶底板最大移近量小于26mm ，两帮最大移近量小于36mm ，围岩保持稳定。
这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的，为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。
%According to the support theory of surrounding rock loose circle ,the extent of surrounding rock loose circle was measured with PHD-2 loose circle tester in the 12501 transportation roadway of Tunlan Mine ,the thickness and type of loose circle was determined .In accordance with test results ,the thickness of loose circle was between1 .3~1 .5m ,which belonged to the middle loose circle and common surrounding rock .The support parameters should be devised according to suspension theory so that the support scheme applied to roadway geology condition could be determined . With field test and monitoring of surface displacement ,it was seen that the roadway transformation was small ,the maximum closer amount of roof-floor was less than 26mm ,and that of the sides was less than 36mm ,the surrounding rock remained stable . The analysis results showed that to design roadway support with loose circletheory was reasonable and reliable ,which provided the technical reference for the roadway support design of Tunlan mine .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P115-118)【关键词】围岩松动圈;支护理论;测试技术;支护设计【作者】于辉;唐仁学;孔令根;牛智勇【作者单位】中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;重庆煤矿安全监察局，重庆401121;中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083;中国矿业大学北京资源与安全工程学院，北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD326长久以来巷道支护都是煤矿安全生产的重点问题。
第四讲锚杆支护理论本讲主要介绍锚杆常用支护理论（包括一些近年来比较流行和活跃的理论）、锚杆支护设计方法和国外锚杆支护主要经验，以及巷道容易冒顶的十种情况和五种应对措施。
锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。
目前己提出的观点较多，其中影C、φ值)(力)1、悬吊理论1）机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。
图4-1锚杆悬吊作用原理示意图2）缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。
3）适用条件：在锚杆的长度范围内有一层坚硬而稳定的岩层，锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。
212）缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；在顶板较破碎、连续性受到破坏时，难以形成组合梁。
这一观点有一定的影响，但是其工程实例比较少，也没有进一步的资料供锚杆支护设计应用，尤其是组合梁的承载能力难以计算，而且组合梁在形成和承载过程中，锚杆的作用难以确定。
另外，岩层沿巷道纵向有裂缝时粱的连续性问题、梁的抗弯强度等问题也难以解决。
3）适用条件：层状地层，如图4-3中2所示；顶板在相当距离内（锚杆长度范围内）不存在稳定岩层，悬吊作用处图312341)，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点安设了锚杆就相当于在该处打了点柱，增加了支点，减少了顶板的跨度(如图)，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
2）使用条件：同悬吊理论，其实质就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。
3）缺点：它也未能提供用于锚杆支护参数设计的方法和参数。
5、围岩松动圈巷道支护理论围岩松动圈巷道支护理论是在对围岩状态进行深入研究后提出的，通过研究，发现松动圈的存在是巷道围岩的固有特性，它的范围大小(厚度值)目前可以用声波仪或者多点位移计等手段进行测定。
力。
的收敛变形。
1）小松动圈（<40cm）围岩的变形压力可以忽略不计，巷道支护载荷只是松动圈内围岩的自重，其数值小于0.1MPa，只用单一喷混凝土支护即可达到支护的目的。
基于围岩松动圈理论的矩形巷道支护技术冉金林;王洪闪;李廷春;张卫【摘要】为解决矩形巷道角点处因应力集中容易产生受拉破坏的问题,以新驿煤矿五采区1509工作面巷道为研究对象,基于围岩松动圈理论,分别运用等效圆法和压力拱法计算得出巷道顶板松动圈范围为1.21 m和1.25 m,并对锚杆、锚索参数进行设计,确定掘进过程中采用\"前探梁+锚杆+锚索+金属网\"联合支护方案.数值模拟结果表明,巷道顶板、底板和两帮移近量分别为30.65、29.01、25.08 mm,锚杆未出现破断现象.数值模拟和实践证明,设计方案能够有效地控制巷道围岩变形,保持巷道的稳定性.%To solve the tensile failure problem of rectangular roadway due to stress concentration, taking the roadway of 1509 working face in No. 5 mining area of Xinyi Coal Mine as the research object, based on surrounding rock loose circle theory, the scope of the loose circle of the roof of the roadway which are calculated by equivalent circle method and pressure arch method are respectively 1.21 m, 1.25 m, and the parameters of bolt and anchor are also designed. Then the combined support planof\"bolt +anchor + metal mesh\" is determined in the roadway tunneling process. The numerical simulation results show that the displacement of the roof, floor and two sides of the roadway are respectively 30.65 mm, 29.01 mm, 25.08 mm, and the bolts were not broken. Numerical simulation and practice prove that the design scheme effectively controls the deformation of the surrounding rock of the roadway, and can keep the overall stability of the roadway.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)007【总页数】5页(P135-139)【关键词】矩形巷道;松动圈理论;锚网索支护;参数设计;数值模拟【作者】冉金林;王洪闪;李廷春;张卫【作者单位】山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东青岛266590;山东东山新驿煤矿有限公司,山东济宁272116【正文语种】中文【中图分类】TD353随着巷道支护技术的不断发展，锚杆（索）配合钢带等构件广泛应用于巷道支护中[1]。
松动圈理论解释与解决软岩巷道锚杆支护的问题徐杰（淮北矿业集团工程建设公司临涣矿建项目部；安徽淮北 235000）摘要：本文浅析锚杆支护的的特点、问题的存在、锚杆支护技术的主要特点，以及引入围岩松动理论解释所出现的冒顶事故和如何解决这些问题，从而达到合理、安全支护的目的。
关键词：软岩巷道；锚杆支护；问题；解决1引言煤矿锚杆支护技术是近几十年来巷道支护发展的重点方向，也是支护推广的一项新技术，它以其优越的支护原理、简单的工艺、经济的造价和良好的支护效果等优点，被迅速的得到发展和应用。
淮北矿业集团自从引进锚杆支护技术以来，取得了较多的成功应用实践，创造了可观经济效益。
但是，在实际施工过程中也暴露出了不少问题，尤其是近几年出现的几次冒顶事故，给安全生产及锚杆支护技术的推广也带来了一些负面影响。
从问题的分析结果看，特别是软岩支护、地质破碎、构造带的锚杆支护技术，是需要特别关注的，也是锚杆支护所要研究的重点技术的方向。
2 问题的存在现根据锚杆支护技术在某矿巷道支护中发生的问题，分析锚杆支护所存在的一些实际问题。
1）某工作面下运巷冒顶事故。
某下运巷沿煤层顶板采用锚杆支护，其煤质较为松软，裂隙发育，易片帮；煤层厚度：1.9～2.2m, 煤层倾角：20～20.5°。
而直接顶为浅灰色细砂岩8.7m，泥质胶结，易风化；伪顶为灰色泥质粉砂岩0.95m，质松软裂隙发育；直接底为黑色粉砂岩7.81m，呈水平层理，中部细砂岩，下部泥岩。
在掘进施工期间，按常规标准对锚杆进行了监测均符合规定，但冒顶却发生在了下运巷470m左右，而距施工迎头约40。
仔细检查时发现，该处顶板有约800mm的松散破碎的粉砂岩，施工时即使采取了相应措施，仍未避免发生摧挎性冒顶事故，以致造成垮落长度近8m。
2）上工作面锚杆支护状况分析。
①地质状况。
该区域巷道沿煤层顶板采用的是锚杆支护，其煤层赋存稳定，结构单一。
煤层厚度2.4～4.0m，平均3.2m，倾角22°。
浅论煤矿巷道支护围岩松动圈理论技术的应用发布时间：2022-12-29T05:36:14.921Z 来源：《工程管理前沿》2022年17期作者：刘恒[导读] 在煤矿发展过程中，胶带巷极破碎软岩容易出现形变，刘恒扎赉诺尔煤业公司铁北煤矿掘进队内蒙古满洲里市 021410摘要：在煤矿发展过程中，胶带巷极破碎软岩容易出现形变，严重影响了工作的安全性。
文章主要以某煤矿为例对胶带巷两帮和底板采用探地雷达松动圈测试，从而获取了巷道围岩松动圈范围和破碎的状况，采用预留变形量让压、初次全锚索网喷支护、深浅孔注浆加固、底角锚注加固组成的锚注联合支护体系，取得了良好的效果。
关键词：松动圈；注浆加固?；支护技术 1.松动圈现场状况分析该煤矿企业胶带巷的断面呈现出矩形，工作人员原定设计采用全断面锚索、金属网支护技术，巷道设计断面宽度为5.5m，高度为4.5m，掘进断面24.75㎡；净断面的宽度为5.3m，净高度为4.35m，净断面面积为23.6㎡。
巷道沿着3号煤层顶底板进行设置，3号煤层的平均厚度为5.5m，其倾斜角为1-8°，单轴抗压的平均强度为9.15MPa。
巷道采用全断面锚索支护，全断面锚索支护使用直径为22mm×19股高强度低松弛预应力钢绞线制作而成，顶板的锚索长度为8.4m，两帮锚索的长度为5.4m。
3号煤层的基本顶为细粒砂岩。
厚度为2.3m，单轴抗压强度为78.3MPa，直接顶属于砂质泥岩，其厚度为9.7m，单轴抗压强度为39.6MPa；伪底为砂质泥岩，厚度为0.4m，单轴抗压强度为22.1MPa，老底属于炭质泥岩，其厚度为10.4m，单轴抗压强度为38.0MPa。
2 同岩松动圈的巷道支护理论 2.1 围岩松动圈的定义巷道开挖后，围岩受力状态由三向变成了近似两向，造成岩石强度较大幅度地下降，如果围岩中集中的应力值小于下降后的岩石强度，围岩处于弹塑性状态，围岩自行稳定，不存在支护问题，如果相反，围岩将发生破坏，这种破坏从周边逐渐向深部扩展，直至达到新的二向应力平衡状态为止，此时围岩出现了一个破裂带，把这个由于应力作用产生的破裂带称为围岩松动圈。
围岩松动圈理论在某大断面隧道中的应用赵志清;邓祥辉【摘要】隧道开挖过程中,由于围岩受到扰动使得隧道周围形成了松动圈,松动圈的厚度对隧道的支护设计具有重要意义.基于Mohr-Coulomb(摩尔-库伦)强度准则,推导了隧道围岩松动圈半径的计算公式,并将其运用于大断面隧道工程实例中,分别计算了Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级围岩松动圈在不同埋深下的半径及其厚度.结果表明,隧道围岩松动圈厚度不仅与围岩级别有关,而且与地应力、支护压力以及隧道断面形式也相关.【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P40-43)【关键词】大断面隧道;围岩;松动圈;莫尔-库伦准则;工程应用【作者】赵志清;邓祥辉【作者单位】西安工业大学建筑工程学院,陕西西安 710021;西安工业大学建筑工程学院,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】U4510 引言在地下工程中，地下洞室的开挖扰动破坏了围岩的原始应力状态，应力会因重新分布而造成应力集中，当集中应力超过围岩强度时，围岩将发生破裂，逐渐形成一个松动破碎带，即围岩松动圈[1]。
松动圈越大，围岩的稳定性越差，且松动圈的厚度对隧道的支护设计有重要意义。
因此，研究松动圈的拓展机制显得尤为重要。
众多研究学者对松动圈的形成机理和拓展范围进行了广泛的研究[2]，并且取得了一系列具有重要意义的成果。
王建锋[3]等应用 SMP 准则探讨了松动圈形成的力学机理，并推导了松动圈半径的计算公式；王聪聪[4]等运用摩尔-库伦强度准则对松动圈半径进行了理论推导，并计算了某深部巷道松动圈的范围；秦威[5]利用松动圈理论，研究了公路隧道内部围岩松动圈的分布规律；常江阳[6]等基于围岩松动圈理论，对首旺煤矿回采巷道的破碎机理和围岩变形机制进行了分析，并根据围岩松动圈支护理论，确定了锚杆支护的具体参数；谢学斌[7]等采用松动圈理论对冬瓜山采矿巷道进行了支护设计，得到了在巷道不同的地方需采取有区别的支护的结论。
松动圈围岩支护理论与工程实践研究【摘要】介绍了围岩松动圈巷道支护理论，以某矿为例进行了围岩松动圈范围测试与巷道支护方案设计，结果表明该矿属于中号围岩松动圈，采用悬吊理论设计支护形式后测得顶底板与两帮移近量较，说明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的。
【关键词】松动圈；巷道围岩；巷道支护前言煤矿巷道围岩为非连续各向异性体，其物质组成成分与组合状况存在一定变化，表现为非均质性。
因此试图用一种理论来解决所用的巷道支护问题显然是不切实际的。
目前巷道支护理论包括围岩松动圈理论、压力拱理论、最大水平应力理论等，其中围岩松动圈理论在深井煤矿中得到广泛应用，其理论简明直观、可操作性强，基本内容为：矿井巷道掘进后，原岩应力平衡状态遭到破坏并重新分布，巷道顶底板及两帮形成应力集中现象，岩石强度显著下降。
若集中应力小于破坏后的岩石强度，此时围岩处于弹塑性状态，可以基本维持巷道的稳定。
若集中应力发展至甚至超过破坏后的岩石强度，围岩破坏会继续向深部扩展，直至形成新的应力平衡状态，我们将围岩破坏扩展形成的破裂带称之为围岩松动圈，研究围岩松动圈对于解决巷道支护工程问题具有重要作用。
1 工程地质概况某矿位于吕梁-太行断块五台山块隆古交向斜的南部，俗称太原西山向斜。
其西部为吕梁山复式背斜，东部为山西断陷盆地系中部的太原-晋中盆地。
12501运输巷道位于南五盘区+750m水平的2#煤层。
该煤层均厚为4.25m，属较稳定的厚煤层，煤层结构简单，裂隙较发育，平均倾角2.5°，最大为6°，为近水平煤层。
煤层顶板以薄层状的粉砂岩和泥岩为主，并夹杂砂质泥岩互层。
岩性松软，机械强度低，节理裂隙发育，属不稳定顶板；底板以碳质泥岩及砂质泥岩为主，局部为3#煤层，富含植物根须化石，较松软，遇水易膨胀，易发生底鼓现象，为不稳定底板岩层。
2 围岩松动圈巷道支护理论围岩松动圈支护理论提出把围岩破裂过程中的岩石碎胀变形（碎胀力）作为支护对象，并把在围岩中发展的这个破裂区定义为围岩松动圈。
